(57)【要約】タンタル粉末とチタン粉末とを混合して焼結したスパッタリングターゲットであって、チタンの含有量が５０ｗｔ％以下（但し、０ｗｔ％を除く）であり、残部がタンタル及び不可避的不純物からなり、相対密度が９０％以上であることを特徴とするタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。積層体（膜）相互の物質の拡散を防止するためのバリア膜、又無電解銅めっきが可能な銅拡散防止用バリア膜を形成するためのタンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供し、かつ焼結法によりＴａ−Ｔｉターゲットの密度を向上させ、ターゲットの組成の均一性を高め、偏析を減少させることができるターゲットを提供するものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンタル粉末とチタン粉末とを混合して焼結したスパッタリングターゲットであって、チタンの含有量が５０ｗｔ％以下（但し、０ｗｔ％を除く）であり、残部がタンタル及び不可避的不純物からなり、相対密度が９０％以上であることを特徴とするタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項２】
相対密度が９５％以上であることを特徴とする請求項１記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項３】
無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素１〜１５ｗｔ％をさらに含有し、残部がタンタル及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項４】
チタンの含有量が１〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項５】
タンタル粉末とチタン粉末とを混合し、これを温度１３００〜１６５０°Ｃ、圧力１５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ２で焼結することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
タンタル粉末とチタン粉末の純度が３Ｎ以上であることを特徴とする請求項５記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
タンタル粉末とチタン粉末の粒度が５０〜２００μｍの範囲にある粉末を用いて焼結することを特徴とする請求項５又は６記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法に関し、積層体（膜）相互の物質の拡散を防止するためのバリア膜、さらに無電解銅めっきが可能な銅拡散防止用バリア膜を形成するのに適する、タンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体素子や絶縁膜に銅配線を形成する際に、半導体素子（シリコン）に直接銅配線を形成すると、銅が半導体素子（シリコン）又は絶縁膜中に拡散し、半導体の特性を阻害するので、拡散バリア膜を予め形成し、その後銅配線を形成している。
半導体素子の銅配線の拡散バリア膜として、一般にタンタルや窒化タンタルが用いられている。例えば、銅配線を形成する溝の凹部に高純度タンタルターゲットでスパッタリングによりタンタル若しくは窒化タンタルを成膜して拡散バリア膜を形成し、次いで銅あるいは銅合金からなるシード層をスパッタリングにより成膜し、最後に電気めっきで銅を埋め込むことにより行われている。【０００３】
このとき、従来用いられていたタンタル若しくは窒化タンタルでは、密着性に劣る問題があった。このようなことから本発明者らは、タンタルにチタンを添加したターゲットにより形成される銅拡散防止用バリア膜を提案して上記の問題を解決するものである。また、半導体素子へ銅配線部を無電解めっきで形成することが行われるが、このために事前に銅シード層を形成することが必要とされる。このような工程の増加を低減する方策も検討されている。【０００４】
すなわち、半導体素子の配線幅は高密度化に従って更に狭くなる方向に向かっているが、配線幅が４５ｎｍ以下まで狭くなると、このシード層の形成が難しくなり密着性に問題が生じてくること、及び電気めっきで銅を埋め込むことが困難になることなどから、埋め込み性に優れる無電解銅めっきでシード層や配線部を形成することが検討されるようになった（特許文献１、２、３、４参照）。
ＵＬＳＩ微細銅配線(ダマシン銅配線)の形成方法として、無電解銅めっき法は現行のスパッタリング法、電気銅めっき法に替わるものとして期待されている。【０００５】
本出願人らは、無電解銅めっき液に添加剤として重量平均分子量（Ｍｗ）の小さい水溶性窒素含有ポリマーを加え、一方被めっき物の基板にはめっき液浸漬前に触媒金属を付着させるか、あるいは触媒金属をあらかじめ最表面に成膜した後、めっき液に浸漬させて該触媒金属上に窒素原子を介してポリマーを吸着させ、その結果めっきの析出速度が抑制され、かつ結晶が非常に微細化して膜厚１５ｎｍ以下の均一な薄膜がウエハのような鏡面上に形成可能となることを見出した（特許文献５参照）。【０００６】
また、本出願人らは、触媒金属をあらかじめ最表面に成膜した後、めっき液に浸漬させて該触媒金属上に窒素原子を介してポリマーを吸着させ、その結果めっきの析出速度が抑制され、かつ結晶が非常に微細化して膜厚６ｎｍ以下の均一な薄膜がウエハのような鏡面上に形成可能となることを示した。
しかし、実際にこれら触媒金属をダマシン配線形成に適用するためには銅拡散防止のためのバリア層が別に必要であり、銅を成膜する前に間に二層も入れることとなって、膜厚を厚くできない超微細配線では実用上適用が困難である。【０００７】
このようなことから本出願人らは、先にタンタル又はチタンから選択した１成分以上の金属元素、無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素及び前記タンタル又はチタンとの窒化物の形態で含有する窒素からなる銅拡散防止用バリア膜を提案して上記の問題を解決することができた。これ自体は有効なバリア膜としての機能を持つものである（特許文献６参照）。【０００８】
一方、スパッタリングターゲットを製造する場合に、特に問題となるのは、溶解法によりターゲットを製造するのか、焼結法（粉末冶金法）によりターゲットに製造するのか、という点である。この場合、それぞれタンタル（Ｔａ）とチタン（Ｔｉ）の合金インゴット又はタンタル（Ｔａ）とチタン（Ｔｉ）の焼結体を製造することが基本となるのであるが、これらについては、それぞれ利点と欠点を有している。
溶解法でみた場合、タンタルとチタンは全率固溶であるが、Ｔａの融点は３０２０°Ｃであり、高温に加熱しなければ、溶解しないという問題があり、Ｔｉの沸点が３２８０°Ｃであるので、製造に危険性が伴うという問題がある。【０００９】
これに対して、焼結法でＴａ−Ｔｉターゲットを製造する場合には、密度が上げ難く、またターゲットの組成の均一性が十分でないという問題を有している。特に、Ｔｉの含有量が増加するにしたがって、偏析が大きくなり、密度の低下が著しくなる。密度が低いターゲットは、パーティクルの発生を増加させるという問題があり、膜の品質、特にバリア膜としての機能を低下させるという問題がある。
以上から、焼結法でＴａ−Ｔｉターゲットを製造する場合に、ターゲットの組成の均一性と密度を向上させることができれば、大きな技術的な向上と言える。【００１０】
Ｔａ−Ｔｉターゲットの製造に関する従来技術を見ると、特許文献７に溶解法による高純度タンタル製ターゲットの記載がある。この場合、タンタルの高純度化に特徴があり、Ｔａ−Ｔｉターゲットを製造する技術の開示がなく、その場合の問題点の指摘もない。
特許文献８には、高純度タンタルに微量のチタンを入れた焼結体ターゲットの記載がある。この場合は、ＴａＨ２粉末とＴｉＨ２粉末を混合し、これを脱水素処理し、さらに焼結して高密度化と加熱処理による均質化を狙いとしている。この場合、水素化粉末を利用すること、この脱水素の工程が必要であること、さらに加熱による均質化する工程が必要で、このような複雑かつコスト高になる工程を取らざるを得ない点に、焼結法の難しさを垣間見ることができる。【００１１】
特許文献９に、半導体素子のキャパシタ部の形成方法に関するもので、キャパシタ部の下部電極としてＴｉ膜を形成し、スパッタリングによりその表面がＴｉ＋Ｔａ膜とする記載がある。この場合、Ｔｉ膜の上に起伏のあるＴａ膜を形成するもので、基本的に２層構造になっている。ターゲットとしては、Ｔａターゲットを使用する記載はあるが、Ｔａ−Ｔｉターゲットを使用した例ではない。【００１２】
特許文献１０に、Ｔａスパッタリングターゲットとその製造方法の記載がある。しかし、この場合は、溶解品であり、Ｔａインゴットを使用してターゲットを作製する技術が開示されているが、焼結品の作製の提案はない。
特許文献１１には、Ｔａ−Ｔｉ膜とスパッタリングターゲットの開示があるが、このターゲットがどのようにして作製されたものか不明である。以上から、溶解品では、Ｔａ−Ｔｉスパッタリングターゲットの製造が極めて困難であるため、焼結品に一縷の望みを託すことができるが、従来技術では高密度で品質に優れたスパッタリングターゲットの製造に至っていないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】ＷＯ  ２００６／１０２１８２号
【特許文献２】ＵＳ  ２００６／０２４６６９９号
【特許文献３】ＵＳ  ２００６／０２５１８００号
【特許文献４】ＵＳ  ２００７／０００４２０１号
【特許文献５】特開２００８−２２３１００号公報
【特許文献６】特開２００９−１４７１９５号公報
【特許文献７】特開昭６２−２９７４６３号公報
【特許文献８】特開平１−２９０７６６号公報
【特許文献９】特開平５−２５９３８７号公報
【特許文献１０】特開平１１−８０９４２号公報
【特許文献１１】特開２００１−１１０７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、タンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法に関し、積層体（膜）相互の物質の拡散を防止するためのバリア膜、さらに無電解銅めっきが可能な銅拡散防止用バリア膜を形成するためのタンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法を提供しようとするものであるが、特に、このバリア膜は基板との密着性を向上させることができ、さらに焼結法によりＴａ−Ｔｉターゲットの密度を向上させ、ターゲットの組成の均一性を高め、偏析を減少させることができるターゲットを提供するものである。
この高密度のターゲットを用いることによりパーティクルの発生を減少させ、膜の品質、特にバリア膜としての機能を向上させようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題に鑑み、本発明は以下の発明を提供するものである。
１）タンタル粉末とチタン粉末とを混合して焼結したスパッタリングターゲットであって、チタンの含有量が５０ｗｔ％以下（但し、０ｗｔ％を除く）であり、残部がタンタル及び不可避的不純物からなり、相対密度が９０％以上であることを特徴とするタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
２）相対密度が９５％以上であることを特徴とする上記１）記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
３）無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素１〜１５ｗｔ％をさらに含有し、残部がタンタル及び不可避的不純物からなることを特徴とする上記１）又は２）記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
４）チタンの含有量が１〜４０ｗｔ％であることを特徴とする上記１）〜３）のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。【００１６】
５）タンタル粉末とチタン粉末とを混合し、これを温度１３００〜１６５０°Ｃ、圧力１５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ２で焼結することを特徴とする上記１）〜４）のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
６）タンタル粉末とチタン粉末の純度が３Ｎ以上であることを特徴とする上記５）記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
７）タンタル粉末とチタン粉末の粒度が５０〜２００μｍの範囲にある粉末を用いて焼結することを特徴とする上記５）又は６）記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、積層体（膜）相互の物質の拡散を防止するためのバリア膜、特に無電解銅めっきが可能な銅拡散防止用バリア膜を形成するためのタンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法に関するが、特に、このバリア膜は基板との密着性を向上させることができ、さらに焼結法によりＴａ−Ｔｉターゲットの密度を向上させ、ターゲットの組成の均一性を高め、偏析を減少させることができるという大きな効果を有する。この高密度のターゲットを用いることによりパーティクルの発生を減少させ、膜の品質、特にバリア膜としての機能を向上させることができる。【００１８】
また、半導体素子への銅拡散バリア性を有する金属と銅配線部を無電解めっきで形成する際に触媒作用をする金属と前記タンタル及びチタンとの焼結体からなるスパッタリングターゲットを窒素ガス雰囲気でスパッタ成膜することにより、成膜中のバリア性材料、触媒性材料及び窒素含有量を調整して銅シード層を形成することが可能であり、無電解銅めっき性、銅拡散防止バリア性及びめっき膜の耐酸化性を備えた、銅拡散防止用バリア膜、同バリア膜の形成方法、ダマシン銅配線用シード層の形成方法及びダマシン銅配線を形成した半導体ウエハを提供することができるという効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットは、タンタル粉末とチタン粉末とを混合して焼結したスパッタリングターゲットである。この場合のチタンの含有量が５０ｗｔ％以下（但し、０ｗｔ％を除く）であり、残部がタンタル及び不可避的不純物からなり、相対密度が９０％以上である。相対密度は、さらに９５％以上を達成することができる。
【００２０】
Ｔｉの添加は、Ｔａを主成分とする膜の密着性を向上させることであるが、ＴａにＴｉを添加することにより酸化シリコンなどの酸化物層との密着性が高くなるという現象を生ずる。
チタンの添加量は、微量でも効果があり、密着性の効果を高めるためには、少なくとも不純物レベル以上の添加が望ましい。密着性が向上する機構は必ずしも解明されている訳ではないが、Ｔｉは活性な金属であり、前記酸化物層の酸素と反応し、界面に密着性を向上させる物質が形成されることが原因と考えられる。
【００２１】
一方、チタンの含有量を５０ｗｔ％以下とするのは、スパッタリングによりバリア膜を形成した場合、タンタルのバリア膜としての機能を維持できないからである。上記においてＴｉの添加は膜の密着性を向上させると述べたが、逆に過剰な添加は、むしろ膜の密着性を低下させる現象を生じる。この結果、上限値は同様に５０ｗｔ％である。
本発明のＴｉを含有するＴａ焼結体スパッタリングターゲットの密度を向上させ、かつこのＴａ−Ｔｉターゲットを用いてスパッタ成膜した場合の、Ｔａのバリア膜としての機能及びＴａ−Ｔｉ膜の密着性の向上から、好ましいチタンの含有量は１〜４０ｗｔ％であり、さらに好ましい範囲は３〜２０ｗｔ％である。なお、チタンを含有させることは、高価なタンタルの使用を減らすことができ、コスト低減を図ることができるという、副次的効果もある。
【００２２】
前記チタンを含有するタンタル基焼結体スパッタリングターゲットに、さらに白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素１〜１５ｗｔ％を含有させ、残部をタンタル及び不可避的不純物とすることができる。この添加成分は、無電解めっきに対する触媒能を持つものであり、バリア膜上に無電解めっきを施す場合に極めて有効である。本願発明はこれらを包含する。
【００２３】
本願発明のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造に際しては、タンタル粉末とチタン粉末とを混合し、これを温度１３００〜１６５０°Ｃ、圧力１５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ２で焼結することにより製造することができる。１３００°Ｃ未満では、十分な焼結強度が得られず、密度向上も期待できない。また、１６５０°Ｃを超える温度では、添加するＴｉの融点１６７０°Ｃに近くなり、偏析を生ずる可能性が高くなるので、１６５０°Ｃ以下とする。
焼結時の加圧力は、１５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ２とするのが良い。１５０ｋｇｆ／ｃｍ２未満では、焼結密度が上がり難く、加圧力が４５０ｋｇｆ／ｃｍ２を超える場合には、密度向上の効果が飽和し無駄になるので、上記の範囲とするのが良い。
【００２４】
焼結する材料については、タンタル粉末とチタン粉末が高純度であること、少なくとも両粉末の純度が３Ｎ以上であることが望ましい。不純物濃度が多くなると偏析を生じやすくなり、密度の低下となるからである。さらに、タンタル粉末とチタン粉末の粒度が５０〜２００μｍの範囲にある粉末を用いて焼結することが望ましい。
粉末の粒度が大き過ぎると、密度を高くすることができず、逆に、粉末の粒度が小さ過ぎると、充填時のかさ密度が低くなってしまい、焼結1回あたりの充填枚数が少なくなるため生産性が悪くなる。さらに、混合に長時間を要するため不純物の混入が多くなる。そのため、適度な粒径が望ましいと言える。
【００２５】
さらに、本願発明は、触媒金属元素とバリア金属元素を同時に含有させることでバリア兼触媒層を一層とし、膜厚を薄くできる。バリア性を高めるためには、膜中の触媒金属成分比率を下げ、バリア金属成分比率を上げる必要があるが、スパッタ成膜の際にチャンバー内に窒素ガスを導入することにより、バリア成分の成膜速度が下がり、結果的に触媒金属成分の膜中比率を上げることができる。
【００２６】
この現象を詳細に検討すると、スパッタリング中にバリア成分であるタンタル又はチタン金属元素は、一部が窒化され、窒化タンタル又は窒化チタンとなるが、この窒化タンタル又は窒化チタンの成膜速度が遅いために、窒化されない触媒金属元素（貴金属元素）は、窒化タンタル又は窒化チタンに比べて、相対的に成膜速度が速くなることが考えられる。したがって、これにより膜中の触媒金属元素（貴金属元素）の比率が高くなり、これが触媒金属成分の膜中比率を上げる原因となると考えられる。
このことは高価な貴金属が多い触媒金属を使用したスパッタリングターゲット製造において、ターゲット中の触媒金属成分比率を大きく上げる必要がなくなるので、実用上有効である。
【００２７】
銅拡散防止用バリア膜上に、ダマシン銅配線用シード層を形成する場合には、前記触媒能を持つ金属元素を触媒として、無電解銅めっき膜を成膜するが、このための無電解めっき方法としては、例えば重量平均分子量（Ｍｗ）が１，０００以上１００，０００未満である水溶性窒素含有ポリマーを含む無電解銅めっき液を用いて成膜する方法を挙げることができる。適宜この手法を用いることができる。
また、めっき前にめっきする基材の酸処理、アルカリ処理、界面活性剤処理、超音波洗浄あるいはこれらを組み合わせた処理を実施することで、基材のクリーニング、濡れ性向上を図ることができる。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例について説明するが、この実施例は、あくまで一例であり、この例のみに制限されるものではない。すなわち、本発明の技術思想に含まれる他の態様または変形を、全て包含するものである。【００２９】
（実施例１）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を９９ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９４％となった。【００３０】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００３１】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、１０個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００３２】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度はスクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１３ミリニュートンで、良好な結果となった。【００３３】
（スクラッチ試験の条件）
スクラッチ試験機：ＣＳＥＭ社製、Ｍｉｃｒｏ−Ｓｃｒａｔｃｈ−Ｔｅｓｔｅｒ
スクラッチ距離：２０ｍｍ
スクラッチ荷重：０〜１０ニュートン
荷重レート：１０ニュートン／分
スクラッチ速度：２０ｍｍ／分
ダイヤモンドコーン形状：先端２００μｍφ
下記の実施例及び比較例は、すべて上記の条件で測定を実施した。【００３４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例１のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。以上の結果を、第１表に示す。【００３５】
【表１】
2012008334.tif 000002
【００３６】
（実施例２）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末５０ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を５０ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９８％となった。【００３７】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、３個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００３８】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１９ミリニュートンで、良好な結果となった。【００３９】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例２のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００４０】
（実施例３）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末２ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を９８ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９４％となった。【００４１】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００４２】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、９個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００４３】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１５ミリニュートンで、良好な結果となった。【００４４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例３のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００４５】
（実施例４）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末４０ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を６０ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９８％となった。【００４６】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００４７】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、４個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００４８】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１９ミリニュートンで、良好な結果となった。【００４９】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例４のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００５０】
（実施例５）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末５ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を９５ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９５％となった。【００５１】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００５２】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用しが。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、８個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００５３】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１７ミリニュートンで、良好な結果となった。【００５４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例５のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００５５】
（実施例６）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１５ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を８５ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９７％となった。【００５６】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００５７】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、６個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００５８】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１８ミリニュートンで、良好な結果となった。【００５９】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例６のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００６０】
（比較例１）
純度９９．９％、平均粒径９０μｍタンタル粉末を、焼結体の原料とした。この場合、チタンの添加は行っていないので、タンタル１００ｗｔ％の原料であり、本願発明の条件から外れるものである。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９１％となり、実施例に比べ大きく低下した。【００６１】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００６２】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、１１個となった。このパーティクル数は、密度低下が原因で、パーティクル数の増加になったと考えられる。【００６３】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は７ミリニュートンで、密着性に劣った。【００６４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、比較例１のタンタル膜のバリア性は良好であった。この結果を、同様に表１に示す。
この表１に示すように、比較例１では、密度が低下し、絶縁膜との密着性も低下しているが、例えば実施例１と比較すると、少量でもＴｉを添加する場合には、密度が高くなり、また絶縁膜との密着性が向上することが確認できる。【００６５】
（比較例２）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末６０ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を４０ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。この場合、チタンの含有量が６０ｗｔ％と多く、本願発明のチタン含有量を逸脱するものである。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９８％となった。【００６６】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００６７】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、５個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００６８】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は２０ミリニュートンで、密着性は良好であった。【００６９】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められ、比較例２のタンタル・チタン膜のバリア性は不良であった。このように、密度が向上し、耐剥離性も向上したが、過剰なチタンの添加は、本願発明の目的とするバリア性を低下させる原因となった。
この結果を、同様に表１に示す。【００７０】
（実施例７）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１５ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を８５ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１３５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力４００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９５％となった。【００７１】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００７２】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、９個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００７３】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１８ミリニュートンで、良好な結果となった。【００７４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例７のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００７５】
（実施例８）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１５ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍタンタル粉末を８５ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１６００°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９８％となった。【００７６】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００７７】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用し、その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定した。１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、４個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００７８】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１８ミリニュートンで、良好な結果となった。【００７９】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例８のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。【００８０】
（比較例３）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１５ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を８５ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１２００°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は８０％となった。この例では、焼結温度が本願発明の条件よりも低い温度であるため、密度が十分に上がらないという結果となった。【００８１】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００８２】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用した。その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定し、１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。この結果、パーティクル数は、２０個となり、実施例に比べて大幅に増加した。これは密度低下が原因と考えられる。【００８３】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１５ミリニュートンで、良好であった。【００８４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。この結果、銅へのシリコンの拡散は認められなかった。
この結果を、同様に表１に示す。【００８５】
（比較例４）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１５ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末を８５ｗｔ％の条件で混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして１ｗｔ％Ｔｉを含有し、残部がＴａからなる焼結体を得た。この場合、前記加圧力は、本願発明の条件を満たしていない。焼結体の密度は８０％と大きく低下した。【００８６】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００８７】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用し、その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定した。１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、１８個となり、本願発明の実施例に比べて増加した。この原因は、密度低下が原因と考えられる。【００８８】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１５ミリニュートンで、良好であった。【００８９】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。この結果、銅へのシリコンの拡散は認められなかった。
この結果を、同様に表１に示す。【００９０】
（実施例９）
純度９９．９％、平均粒径１５０μｍのチタン粉末１４ｗｔ％と純度９９．９％、平均粒径９０μｍのタンタル粉末８３ｗｔ％、これに、無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムの金属元素を合計３ｗｔ％添加して混合し、焼結体の原料とした。
次に、この原料粉末を、ホットプレス用の容器に入れ、真空雰囲気中、温度１５５０°Ｃ、保持時間２時間、加圧力２４０ｋｇｆ／ｃｍ２の条件の下で、ホットプレスして焼結体を得た。焼結体の密度は９５％となった。【００９１】
この焼結体を、旋盤で直径１６５．１ｍｍ、厚さ６．３５ｍｍの形状となるように、切削加工してターゲットを製作した。このターゲットを用いて、ＤＣマグネトロンスパッタ装置でスパッタリングを行った。スパッタ条件は、スパッタパワー１ｋＷ、Ａｒガス圧０．５Ｐａとし、２ｋＷｈｒのプレスパッタを実施した後、３．５インチ径のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へ、目標膜厚１０００Åとなるようにスパッタした。【００９２】
スパッタリング終了後、各ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上に形成されたタンタル・チタン膜中のパーティクル等の個数を測定した。斯かるパーティクル等の個数の測定には、レーザー式パーティクルカウンターを使用し、その際、パーティクル個数として外径０．３μｍ以上のパーティクル等の個数を測定した。１２枚のＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上のパーティクルの１枚当たりの平均個数をパーティクル数とした。
この結果、パーティクル数は、９個となった。このパーティクル数は、密度向上が原因で、パーティクル数の減少になったと考えられる。【００９３】
（スパッタリング膜の密着性）
次に、基板に付着した膜の密着性の評価を評価した。剥離強度は、実施例１と同様に、スクラッチ試験により測定した。具体的には、下記条件でのスクラッチ試験後の試料を、光学顕微鏡により観察し、下地のガラス（ウエハ）が露出した点を皮膜の剥離点とし、スクラッチ開始点からの距離を測長することにより、剥離荷重を算出した。この結果、剥離荷重は１８ミリニュートンで、良好な結果となった。【００９４】
（バリア性の試験とその結果）
次に、上記スパッタリング焼結体ターゲットを用いて、ＳｉＯ２絶縁膜が形成された基板上へタンタル・チタン膜を作製し、その上に銅をスパッタで成膜し、４００°Ｃ×３０分間の真空アニール処理後のバリア性を、ＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。
この結果、銅へのシリコンの拡散が認められず、実施例９のタンタル・チタン膜のバリア性が良好であることが確認できた。【００９５】
また、タンタル・チタン膜上に無電解めっき法による銅膜の形成を試みた。まず、基板上に、タンタル・チタン膜を形成するに際して、３インチＲＦスパッタ装置（ＡＮＥＬＶＡ製ＳＰＦ−３３２ＨＳ）を使用した。チャンバー内をクライオポンプで５×１０−５Ｐａとした後、ある一定比率の窒素・アルゴン混合ガスを全圧０．８Ｐａとなるまで導入し、５０Ｗの出力でプラズマを発生させ、１５分間のプレスパッタ後、本成膜を実施した。
次に、無電解めっきによる銅の成膜は、以下の組成のめっき液を用いて、ｐＨ１２．５、６０℃×３〜５分の条件で実施した。めっき時の銅膜とタンタル・チタン膜の、界面の酸化状態の確認をＡＥＳデプスプロファイル測定により確認した。【００９６】
（無電解めっき液とめっき条件）
硫酸銅：０．０２ｍｏｌ／Ｌ
エチレンジアミン四酢酸塩：０．２１ｍｏｌ／Ｌ
グリオキシル酸：０．１ｍｏｌ／Ｌ
２，２‘−ビピリジル：２０ｍｇ／Ｌ
ポリエチレンイミン（Ｍｗ１０，０００）：２００ｍｇ／Ｌ
ｐＨ１２．５（水酸化カリウム）
この結果、めっき膜界面の耐酸化性が良好であることが確認できた。この結果を、同様に表１に示す。なお、本実施例９では、無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムの金属元素を合計３ｗｔ％添加して混合し、焼結体の原料とする例を示したが、白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素を、１〜１５ｗｔ％の範囲で添加した場合も、同様の結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、タンタル基焼結体スパッタリングターゲット及びその製造方法であり、焼結法によりＴａ−Ｔｉターゲットの密度を向上させ、ターゲットの組成の均一性を高め、偏析を減少させることができるという大きな効果を有し、この高密度のターゲットを用いることによりパーティクルの発生を減少させ、膜の品質、特にバリア膜としての機能を向上させることができ、積層体（膜）相互の物質の拡散を防止するためのバリア膜、特に無電解銅めっきが可能な銅拡散防止用バリア膜を形成するために有用である【００９８】
また、半導体素子への銅拡散バリア性を有する金属と銅配線部を無電解めっきで形成する際に触媒作用をする金属と前記タンタル及びチタンとの焼結体からなるスパッタリングターゲットを窒素ガス雰囲気でスパッタ成膜することにより、成膜中のバリア性材料、触媒性材料及び窒素含有量を調整して銅シード層を形成することが可能であり、無電解銅めっき性、銅拡散防止バリア性及びめっき膜の耐酸化性を備えた、銅拡散防止用バリア膜、同バリア膜の形成方法、ダマシン銅配線用シード層の形成方法及びダマシン銅配線を形成した半導体ウエハの製造に有用である。
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月7日(2011.11.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンタル粉末とチタン粉末とを混合して焼結したスパッタリングターゲットであって、チタンの含有量が１ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下であり、残部がタンタル及び不可避的不純物からなり、相対密度が９０％以上であることを特徴とするタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項２】
相対密度が９５％以上であることを特徴とする請求項１記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項３】
無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素１〜１５ｗｔ％をさらに含有し、残部がタンタル及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項４】
チタンの含有量が１〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項５】
タンタル粉末とチタン粉末とを混合し、これを温度１３００〜１６５０°Ｃ、圧力１５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ２で焼結することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
タンタル粉末とチタン粉末の純度が３Ｎ以上であることを特徴とする請求項５記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
タンタル粉末とチタン粉末の粒度が５０〜２００μｍの範囲にある粉末を用いて焼結することを特徴とする請求項５又は６記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月7日(2012.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンタル粉末とチタン粉末とを混合して焼結したスパッタリングターゲットであって、チタンの含有量が１ｗｔ％以上、５０ｗｔ％以下であり、残部がタンタル及び不可避的不純物からなり、相対密度が９０％以上であることを特徴とするタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項２】
相対密度が９５％以上であることを特徴とする請求項１記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項３】
無電解めっきに対する触媒能を持つ白金、金、銀、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、イリジウムから選択した１成分以上の金属元素１〜１５ｗｔ％をさらに含有し、残部がタンタル及び不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１又は２記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項４】
チタンの含有量が１〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲット。
【請求項５】
タンタル粉末とチタン粉末とを混合し、これを温度１３００〜１６５０°Ｃ、圧力１５０〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ２で焼結することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項６】
タンタル粉末とチタン粉末の純度が３Ｎ以上であることを特徴とする請求項５記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【請求項７】
タンタル粉末とチタン粉末の粒度が５０〜２００μｍの範囲にある粉末を用いて焼結することを特徴とする請求項５又は６記載のタンタル基焼結体スパッタリングターゲットの製造方法。
【国際調査報告】
2012008334.tif 000003
2012008334.tif 000004